Supercap: l’energia incontra l’efficienza
Nell'industria, soprattutto nella logistica di magazzino, un'alimentazione di corrente stabile è essenziale, come dimostra la sua importanza in applicazioni mobili come scanner manuali. I supercondensatori (supercap) forniscono soluzioni di accumulo di energia che integrano in modo intelligente i concetti convenzionali di accumulatore. Leuze fa un uso mirato della tecnologia nelle sue innovative soluzioni di sensori.
Tutto dipende dall'applicazione: scansioni individuali o funzionamento continuo
Gli scanner manuali sono utilizzati in diversi scenari, che pongono ciascuno requisiti diversi sull'alimentazione di corrente dei dispositivi. Per le scansioni individuali, spesso necessarie nelle aree di stoccaggio o durante l'inventario, lo scanner manuale richiede prestazioni di picco elevate solo per un breve periodo. I dispositivi sono spesso parcheggiati nelle stazioni di ricarica e devono essere nuovamente operativi dopo pochi secondi. Qui è particolarmente importante che il sistema di accumulo dell'energia si carichi rapidamente in modo da essere immediatamente disponibile quando necessario. Uno scanner manuale che deve essere utilizzato per un lungo periodo di tempo ha requisiti diversi.
Nel funzionamento a turni in magazzini o ambienti di produzione, dove il dispositivo lavora ininterrottamente per diverse ore, il tempo di funzionamento è il fattore decisivo. Lo scanner manuale deve durare l'intera giornata lavorativa con una singola carica senza bisogno di essere ricaricato regolarmente. In questi scenari, la densità energetica del sistema di accumulo dell’energia gioca un ruolo più importante perché è necessaria un’alimentazione di corrente costante per periodi di tempo più lunghi.
La tecnologia di accumulo dell’energia è fondamentale in entrambi i casi: non solo influisce sulle prestazioni del dispositivo, ma anche sul suo tempo di funzionamento e sull'efficienza energetica. A seconda dell'applicazione, un supercap o un accumulatore sotto forma di accumulatore ricaricabile possono offrire la migliore soluzione possibile.
Supercap vs batteria – vantaggi e svantaggi
Supercap è l'abbreviazione di supercondensatore, a volte indicato anche come ultracondensatore. Un supercap è un dispositivo di accumulo di energia elettrica che si distingue per la sua capacità di carica e scarica particolarmente rapida. Immagazzina energia principalmente elettrostaticamente, cioè separando le cariche elettriche all'interfaccia tra l'elettrodo e l'elettrolita. Al contrario, le batterie immagazzinano energia elettrochimicamente, cioè tramite reazioni chimiche nella chimica delle cellule. Il vantaggio principale di un supercap è che può essere completamente caricato in pochi secondi per fornire una potenza molto elevata in breve tempo. Questo rende la tecnologia ideale per applicazioni con esigenze energetiche a breve termine o per colmare interruzioni di corrente. Sebbene la densità energetica di un supercap sia inferiore a quella delle batterie, può essere ricaricato più di un milione di volte. Un accumulatore convenzionale dura solo fino a circa 2.000 cicli di ricarica. Inoltre, la sua durata fino a 15 anni è molte volte superiore a quella di un accumulatore agli ioni di litio. I supercap offrono così una soluzione affidabile, a bassa manutenzione e rispettosa dell'ambiente per un'ampia gamma di requisiti industriali, soprattutto dove sono richieste Velocità e disponibilità.
| Supercap | Batteria agli ioni di litio | |
| Tempo di ricarica | Secondi | Da minuti a ore |
| Numero di cicli | Circa 1.000.000 di cicli | Circa 500 – 2.000 cicli |
| Densità di potenza | Molto alta | Media |
| Densità energetica | Bassi | Alta |
| Temperatura di carica | Da -55°C a +90°C circa | Circa Da 0°C a 45°C |
| Durata della vita | Fino a 15 anni | 3–7 anni |
| Costi di manutenzione | Bassi | Medio-alti |
Tipi di supercap
I supercap possono essere suddivisi in diversi tipi in termini di metodi di conservazione, materiali utilizzati e loro proprietà tecniche. Nelle applicazioni industriali – soprattutto nei dispositivi mobili come gli scanner manuali – domina il cosiddetto tipo EDLC (condensatore elettrochimico a doppio strato). Combina una stabilità del ciclo particolarmente elevata, tempi di ricarica brevi e una Forma costruttiva robusta. Lo pseudocondensatore è meno comune:
EDLC (condensatore elettrochimico a doppio strato)
- Immagazzina energia puramente elettrostaticamente, senza reazioni chimiche
- Utilizza elettrodi a carbone attivo
- Elevatissima stabilità del ciclo (>1 milione di cicli)
- Breve tempo di ricarica, robusto e durevole
- Tipo standard in dispositivi industriali e mobili
Pseudocondensatore
- Oltre al doppio strato: reazioni redox all'elettrodo
- Densità energetica più elevata, ma stabilità del ciclo inferiore
- Elettrodi in ossidi metallici o polimeri conduttori, ad esempio
- Più costoso e più sensibile
- Utilizzato principalmente in applicazioni speciali o di ricerca
Soluzione leggera, carica in un lampo
Scanner manuali multiuso per il rilevamento di codici a barre sono progettati per applicazioni brevi ma ad alta intensità di prestazioni. La tecnologia Supercap fornisce agli scanner energia sufficiente da diversi secondi ad alcuni minuti. I dispositivi si ricaricano molto rapidamente. Gli scanner manuali con tecnologia supercap sono quindi particolarmente adatti per applicazioni che richiedono scansioni individuali regolari. Leuze sfrutta al massimo la tecnologia con i dispositivi wireless supercap della serie IT 1960. Poiché non è richiesto alcun accumulatore, i dispositivi sono molto leggeri: Ad esempio, uno scanner manuale supercap della serie IT 1960 pesa solo 220 grammi. Questo è un notevole vantaggio ergonomico e rende la manipolazione più facile nell'uso quotidiano. Se, invece, sono necessarie molte scansioni in breve tempo, si consigliano dispositivi con accumulatore o cavo. Leuze ha anche modelli adatti a questo nel suo portafoglio con la serie IT 1960.
Significativamente più robusto delle batterie
I supercap non solo ottengono punti per la loro capacità di ricarica rapida: Sono inoltre particolarmente resistenti alle influenze ambientali. I supercap tipici funzionano in modo affidabile anche a temperature sotto zero a due cifre senza alcun calo evidente delle prestazioni. Le batterie agli ioni di litio, invece, sono molto più sensibili al freddo. Inoltre, in quanto condensatori elettrici, i supercap non sono interessati dal nuovo regolamento UE sugli Accumulatori (2023/1542). Ciò stabilisce requisiti chiari per la commercializzazione, l'uso e il riciclaggio delle batterie nell'UE. Mentre le batterie spesso devono essere riparate o sostituite e poi smaltite correttamente, i supercap possono rimanere nel dispositivo in modo permanente. Questo è il caso anche con tempi di funzionamento fino a 15 anni. C'è un altro motivo per cui i supercap sono interessanti per le aziende con strategie di approvvigionamento orientate alla sostenibilità: non contengono materie prime critiche come litio o cobalto.
Riepilogo
In generale, la tecnologia supercap non sostituisce le batterie. Tuttavia, è un'alternativa più efficiente per alcune applicazioni: Leuze fa quindi un uso mirato di questa tecnologia per soluzioni come gli scanner manuali multiuso. Ricarica estremamente rapida in pochi secondi, un numero significativamente più elevato di cicli di ricarica e un peso ridotto rendono la manipolazione più facile. Infine, ma non meno importante, gli operatori di sistema beneficiano di risparmi sui costi rispetto ai dispositivi alimentati ad accumulatore.
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